DOZIMETRIA, SUGÁRHATÁSOK

Hasonló dokumentumok
Dozimetria, sugárhatások. Atomfegyver kísérletek. A radon épületbe jutásának forrásai. Kollektív effektív dózis összetevői, 2006

Radioaktivitás biológiai hatása

Radioaktivitás biológiai hatása

Sugárbiológiai ismeretek: LNT modell. Sztochasztikus hatások. Daganat epidemiológia. Dr. Sáfrány Géza OKK - OSSKI

1. A radioaktív sugárzás hatásai az emberi szervezetre

ÉRTELMEZŐ INFORMÁCIÓK ÉS MEGHATÁROZÁSOK A SUGÁRVÉDELEMBEN

Az ionizáló sugárzások előállítása és alkalmazása

Sugárterápia. Ionizáló sugárzások elnyelődésének következményei

Sugárvédelem kurzus fogorvostanhallgatók számra. Töltött részecskék elnyelődése. Sugárzások és anyag kölcsönhatása. A sugárzások elnyelődése

Sugárterápia. Ionizáló sugárzások elnyelődésének következményei. Konzultáció: minden hétfőn 15 órakor. 1. Fizikai történések

SE Bővített fokozatú sugárvédelmi tanfolyam, 2005 márc IONIZÁLÓ SUGÁRZÁSOK DOZIMETRIÁJA. (Dr. Kanyár Béla, SE Sugárvédelmi Szolgálat)

Ionizáló sugárzások egészségügyi hatásai. Dr. Vincze Árpád

Dozimetriai alapfogalmak. Az ionizáló sugárzás mérése

SUGÁRVÉDELEM. Szervdózis szöveti súlytényezők. Kit védünk? Determinisztikus hatás. Sztochasztikus hatás! Sugárterhelés orvosi sugárterhelés

Sugárbiológia: dozimetria, találat és. sugárhatás, sugárérzékenység

Az ionizáló sugárzások el állítása és alkalmazása

H 2 O e aq + H 2 O + Ionizáció (e aq = hidratált elektron) H 2 O H 2 O OH + H Excitácót követő disszociáció

A dozimetria célja, feladata. Milyen hatásokat kell jellemezni? Miért kellenek dozimetriai fogalmak? Milyen mennyiséggel jellemezzük a káros hatást?

ÉRTELMEZŐ INFORMÁCIÓK MEGHATÁROZÁSOK

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Az ionizáló sugárzások előállítása és alkalmazása

Biológiai módszerek alkalmazása környezeti hatások okozta terhelések kimutatására

Országos Onkológiai Intézet, Sugárterápiás Centrum 2. Országos Onkológiai Intézet, Nukleáris Medicina Osztály 4

Környezetgazdálkodás ban gépészmérnöki diplomát szerzett Dr. Horváth Márk ben ő lett az első Fizikai Nobel-díj tulajdonosa.

Atomfizika. Radioaktív sugárzások kölcsönhatásai Biofizika, Nyitrai Miklós

Kis dózis, nagy dilemma

Radonexpozíció és a kis dózisok definíciója

bronchus-oedemaoedema

FIZIKA. Radioaktív sugárzás

Sugárfizikai és sugárvédelmi ismeretek. SZTE Nukleáris Medicina Intézet

Dr. Fröhlich Georgina

II./3.4. fejezet: Daganatos betegségek sugárkezelésének alapelvei

A sugárzás biológiai hatásai

A vérképző rendszerben ionizáló sugárzás által okozott mutációk kialakulásának numerikus modellezése

3. Nukleá ris fizikái álápismeretek

Nemzeti Népegészségügyi Központ Sugárbiológiai és Sugáregészségügyi Főosztály

FIZIKA. Atommag fizika

-A radioaktivitás a nem stabil (úgynevezett radioaktív) atommagok bomlásának folyamata. -Nagyenergiájú ionizáló sugárzást kelt Az elnevezés: - radio

Tények a Goji bogyóról:

Ionizáló sugárzások dozimetriája

Sugárvédelmi Ellenőrző és Jelző Rendszerének vizsgálata

ESEO-TRITEL: az ESEO műhold dózismérője

Sugárvédelmi mérések és berendezések

Sugárbiológiai ismeretek

Radioaktív elemek környezetünkben: természetes és mesterséges háttérsugárzás. Kovács Krisztina, Alkímia ma

rvédelem Dr. Fröhlich Georgina Ionizáló sugárzások a gyógyításban ELTE TTK, Budapest Országos Onkológiai Intézet Sugárterápiás Központ Budapest

Röntgensugárzás. Röntgensugárzás

A radioaktív sugárzás rövid és hosszú távú biológiai hatásai

Sugárvédelmi feladatok az egészségügyben. Speciális munkakörökben dolgozók munkavégzésére vonatkozó általános és különös szabályok.

A Nemzetközi Atomenergia Ügynökség és az Országos Frédéric. együttműködése,

A neurofibromatózis idegrendszeri megnyilvánulása

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Az atommag összetétele, radioaktivitás

EGÉSZTESTSZÁMLÁLÁS. Mérésleírás Nukleáris környezetvédelem gyakorlat környezetmérnök hallgatók számára

A sugárvédelem alapelvei. dr Osváth Szabolcs Fülöp Nándor OKK OSSKI

A kehelysejtek szerepe a radon expozícióra adott sugárválaszban

Alapvet források: Kiket kell védeni a nukleáris medicinában? Rendeletek Sugárvédelem módszerei 16/2000. (VI. 8.) EüM rendelet

[Biomatematika 2] Orvosi biometria

Anamnézis, fizikális vizsgálat májbetegségekben

Radioaktív sugárzások az orvosi gyakorlatban. Az ionizáló sugárzások biológiai hatása. A sugárhatás osztályozása. A sugárhatás osztályozása

Atomfizikai összefoglaló: radioaktív bomlás. Varga József. Debreceni Egyetem OEC Nukleáris Medicina Intézet Kötési energia (MeV) Tömegszám

Biomatematika 2 Orvosi biometria

Általános radiológia - elıadás 1

MAGYOT évi Tudományos Szimpóziuma Május 5-6, Budapest

Orvosi sugáralkalmazás és a páciensek sugárvédelme. Nemzetközi Sugárvédelmi Alapszabályzat (IBSS)

4. A nukleá ris mediciná fizikái álápjái

OKK ORSZÁGOS SUGÁRBIOLÓGIAI ÉS SUGÁREGÉSZSÉGÜGYI KUTATÓ IGAZGATÓSÁG ÁTFOGÓ FOKOZATÚ SUGÁRVÉDELMI ISMERETEKET NYÚJTÓ KÖTELEZŐ TANFOLYAM

Neutron- és gamma-dózisteljesítmény mérése az Oktatóreaktor 4. vízszintes csatornájánál

Alapfokú sugárvédelmi ismeretek

Sugárvédelmi feladatok az egészségügybe. Speciális munkakörökben dolgozók munkavégzésre vonatkozó általános és különös szabályok.

Az elhízás hatása az emberi szervezetre. Dr. Polyák József Pharmamedcor Kardiológiai Szakambulancia Budapest, Katona J. u. 27.

Átfogó fokozatú sugárvédelmi képzés október október október 02

Sugárbiológia ismeretek jelentősége a diagnosztikában és terápiában. és sugárkémiai alapismeretek.

Új nemzetközi ajánlások a sugárvédelemben. Aktualitások az ICRP évi ajánlásaiból *

I. DOZIMETRIAI MENNYISÉGEK ÉS MÉRTÉKEGYSÉGEK

Alapfogalmak. Magsugárzások. A magsugárzások kölcsönhatása az anyaggal. Töltött részecskék ionizáló hatása. tulajdonságai.

Háttérsugárzás. A sugáregészségtan célkitűzése. A sugárvédelem alapelvei, dóziskorlátok. Sugáregészségtan és fogorvoslás

BETEGTÁJÉKOZTATÓ Genetikai szűrés lehetőségei az Országos Onkológiai Intézetben

Prenatalis diagnosztika lehetőségei mikor, hogyan, miért? Dr. Almássy Zsuzsanna Heim Pál Kórház, Budapest Toxikológia és Anyagcsere Osztály

Az orvosi biotechnológiai mesterképzés megfeleltetése az Európai Unió új társadalmi kihívásainak a Pécsi Tudományegyetemen és a Debreceni Egyetemen

Irodalomjegyzék Mesterséges eredetű sugárforrások Sugárvédelem alapelvei... 34

IVÓVIZEK RADIOANALITIKAI VIZSGÁLATA

Átfogó fokozatú sugárvédelmi továbbképzés

Mozgásszervi fogyatékossághoz vezető kórképek

DOZIMETRIA GYAKORLATOK

Ionizáló sugárzások. Ionizáló sugárzások. dozimetriája. A dozimetria feladata. Megfelelő mennyiségek megfogalmazása

kezdeményezi. (2) Ha a minõsített berendezés sugárvédelmi szempontból lényeges tulajdonságát a

A keringı tumor markerek klinikai alkalmazásának aktuális kérdései és irányelvei

A krónikus myeloid leukémia kezelésének finanszírozási protokollja (eljárásrend)

Korszerű Nukleáris Elemanalitikai Módszerek és Alkalmazásaik I. félév 7. előadás. Sugárvédelem

Alkohollal kapcsolatos zavarok. Az alkoholbetegség. Általános jellegzetességek

MAGYAR KÖZLÖNY 209. szám

Deme Sándor MTA EK. 40. Sugárvédelmi Továbbképző Tanfolyam Hajdúszoboszló, április

Sugárvédelem. 2. előadás

Szerven belül egyenetlen dóziseloszlások és az LNT-modell

Hidrogén: 1 p + + különböző számú neutron

Radon-koncentráció relatív meghatározása Készítette: Papp Ildikó

Sugárvédelem. Feladvány. A sugárvédelem története I. (PA) Atomenergia nyzás Antibiotikumok Röntgendiagnosztika Elektromosság.

Terápiás ablak. Ionizáló sugárzás. Sugárterápia. Röntgen sugárzás. Radioaktív izotópok

Gamma-kamera SPECT PET

Átírás:

DOZIMERIA, SUGÁRHAÁSOK Varga József Debreceni Egyetem Nukleáris Medicina Intézet 2 Atomfegyver kísérletek Kollektív effektív dózis összetevői, 2006 Intervenciós fluoroszkópia (orvosi) 7% Hagyományos radiológia, fluoroszkópia (orvosi) Foglalkozási < 0.1% Fogyasztói 2% Ipari < 0.1% Nukleáris medicina (orvosi) 12% C (orvosi) 24% Radon, toron (háttér) 37% Világőr (háttér) Földkérgi (háttér) 3% Belsı (háttér) Magyarországon a csapadék összes béta aktivitásának változása az AOMKI mérése alapján (Forrás: NCRP #160) 3 4 USA adatok: Radiológiai vizsgálatok száma: 1950 2006 10 * Évi orvosi eredetű sugárterhelés: 1980 0,53 msv 2006 3,0 msv 5 6 Elnyelt dózis: Fizikai dózisfogalmak (Elnyelt) dózisteljesítmény: de D = ; [ D] = 1gray (Gy) = 1 dm dd Gy J D = ; [ D ] = 1 = 1 dt s kg s gyakorlatban: µgy/h (mgy/h) J kg Különböző fajtájú sugárzás biológiai hatása különbözik: Egyenérték-dózis: W R : sugárzási súlytényező β, γ, rtg. 1 n 2,5-20 p 2 α 20 adott szervre H adott típusú sugárzásból ; R = D ; R w LE-érték és minőségi tényező összefüggése LE érték (kev/µm) w R 3.5-7 1 7-23 1-2 23-53 5-10 53-175 10-20 R Mértékegység: 1 Sv = 1 J/kg 7 8

Sugárzási súlytényezők A szövetek, szervek sugárérzékenysége különbözik estszövet vagy szerv w (1991) w (2007) Részecske Minőségi tényező (w R ) ICRP 60 ICRP 103 fotonok 1 1 elektronok, müonok 1 1 protonok (nem visszaszórt) 5 protonok, töltött pionok 2 alfa részecskék, hasadási termékek, nehéz magok 20 20 Neutronok: <10keV; >20MeV 5 Folytonos görbe a 10-100 kev; >2MeV-20MeV 10 neutron-energia függvényében > 100 kev-2mev 20 Vörös csontvelő 0.12 0.12 Vastagbél (alsó szakasz) 0.12 0.12 üdő 0.12 0.12 Gyomor 0.12 0.12 Emlő 0.05 0.12 Ivarszervek 0.20 0.08 Hólyag 0.05 0.04 Máj 0.05 0.04 Nyelőcső 0.05 0.04 Pajzsmirigy 0.05 0.04 Bőr 0.01 0.01 Csontfelszín 0.01 0.01 Agy 0.01 Nyálmirigyek 0.01 Maradék (14 szerv átlaga) 0.05 0.12 9 10 Egységes mérőszám: Effektív dózis Determinisztikus sugárhatás a) Külső sugárzás: Egyenérték-dózis: W R : sugárzási súlytényező Effektív dózis: W : szöveti súlytényező b) Belső (szervezetbe bekerült radioizotóptól származó) sugárzás: Lekötött egyenérték dózis: H E ; R = D ; R τ w = w H = H H ( τ ) ( t) dt 0 R Az ionizáló sugárzás azon biológiai hatásait, amelyek kivétel nélkül minden egyes besugárzott egyeden megjelennek, amennyiben a dózis meghaladja az adott egyedre és adott biológiai hatásra jellemző küszöbértéket, determinisztikus sugárhatásnak nevezzük. Jellemzői: nem jelenik meg a küszöbértéknél kisebb dózisok esetén a küszöbérték feletti dózisok esetén a létrejövő biológiai hatás súlyossága arányos a dózissal. Pl.: nem malignus bőrsérülések, hályog, sejtszám csökkenés a csontvelőben. determinisztikus Lekötött effektív dózis: = E ( τ ) w H ( τ ) Az emberi szervek és szövetek nem sztohasztikus sugárkárosodásának küszöbdózisa 2,5-20 Sv közé esik. 11 12 Korai sugárkárosodás dózisfüggése Akut dózis (Sv) Várható korai hatás 0,05-0,75 Kromoszóma-elváltozások és átmeneti fehérvérsejtszám-csökkenés egyeseknél. Semmi más megfigyelhető hatás. 0,75-2 Hányás a személyek 5-50%-ánál néhány órán belül, fáradtsággal és étvágyvesztéssel. Mérsékelt vérkép-elváltozások. Gyógyulás legtöbb tünetből néhány héten belül. I. fokú Akut sugárbetegség klinikai tünetei 2-6 Hányás mindenkinél 2 órán belül. Minimális halálos dózis (LD1/60) Súlyos vérkép-elváltozások, vérzés, fokozott fogékonyság fertőzésre. 3 Sv felett hajhullás 2 hét után. ~4 Sv: félhalálos dózis, LD50/60 : 50% meghal 60 napon belül. Alacsonyabb dózisoknál legtöbb személy 1-12 hónap után gyógyul. A magasabb dózisokat csak kb. 20% éli túl. II. fokú III. fokú 6-10 Hányás 1 órán belül. ~ 7Sv: min. abszolút halálos dózis (LD99/60) Súlyos vérkép-elváltozások, vérzés, fertőzés, hajhullás. A betegek 80-100%-a 2 hónapon belül elpusztul, a túlélőknél hosszú betegeskedés. IV. fokú Akut sugárbetegség (ASB) lefolyása 1. Kezdeti v. prodromális szak: 1-2 napig, Alaptünetek: étvágytalanság, hányinger, hányás, fáradság, gyengeség Hányinger, hányás Hasmenés, étvágytalanság A sugárbetegség tünetei a kezdeti szakban: Kimerültség, bőrpír, Kötőhártyagyulladás Verejtékezés, láz Légszomj, szenvtelenség, Levertség, ingerlékenység, Mozgáskoordinációs zavar 13 14 ASB 2. fázis: Latencia ASB 3. fázis 10-20 napig is lehet tünetszegény vagy tünetmentes Betegség fő vagy kritikus szakasza: Dózistól függően többféle szindróma lehet. Étvágytalanság, Bágyadtság, Kimerültség, Gyengeség, Hasmenés fogyás Fertőzések Láz Vérzések, Bőrpír Bőrpigmentáció Szőrzet kihullás Shock Mozgáskoordináció zavar Hánykolódás ájékozódás hiánya Görcsök Ileus kóma 15 16

ASB 4. fázis: kimenetel Akut sugárbetegség kezelési lehetőségei Lábadozás vagy halál. Specifikus terápia nincs! Intézeti kezelés >1Gy-nél indokolt. üneti kezelés: nyugtatás, fertőzések elhárítása, steril körülmények ranszfúzió, infúzió Korrekt tájékozatás gondozás, ápolás 17 18 Idült sugárártalmak klinikai megjelenési formái Determinisztikus késői hatások Determinisztikusak KÜSZÖBDÓZIS!! Stohasztikus késői hatások Nincs küszöbdózis! Chr. sugárdermatitis (> 10 Gy kumulált dózis) Minál nagyobb dózis, annál súlyosabb a megjelenő kórkép! A dózis növekedésével az előfordulási valószínűség nő. Karcinogén hatás: nem specifikus!!! Katarakta (a szemlencsében kialakuló homályosság): >15 Gy (a latencia-idő dózisfüggő) 19 20 Sztohasztikus sugárhatások Küszöbdózis nincs. Megjelenésük statisztikus törvényszerűségeket mutat, tehát egy besugárzott populációban várható gyakoriságuk nő a dózissal, nem pedig a betegség súlyossága. A sztohasztikus hatások csak néhány egyeden lépnek fel, látszólag véletlenszerűen. Kockázat Lineáris görbe etrapolálása a nagy dózisból Kis dózisnál nagyobb kockázat? Kis dózis hatása könnyebben helyreállítható? Kis dózis akár hasznos is lehet? * Sztohasztikus hatások valószínűsége a teljes lakosságra (% / Sv) Végzetes kimenetelű rosszindulatú daganat 5 Nem végzetes rosszindulatú daganat 1 Rák Örökletes Együtt eljes populáció 6,0* 5,5 1,3 0,2 7,3 6,0 Felnőttek 4,8 4,1 0,8 0,1 5,6 4,0 Vastagított értékek: ICRP 103, 2007. Előny 21 22 Sugárzás hatása: fizikai hőhatás ionizáció gerjesztés kémiai a víz radiolízise molekula-szerkezeti változások biológiai: morfológiai funkcionális sejtélettani változás időben elnyújtva. Az elnyelt energia és a biológiai hatások közötti eltérésekért felelős főbb tényezők Az energia abszorpció és az azt követő elemi történések térbeli inhomogenitása. A sugárzással szemben fokozottan érzékeny biológiai targetek léte és sejten belüli eloszlása A sugárhatást felerősítő szabadgyökös mechanizmusok Biológiai hatása csak a mintában elnyelt energiának van! 23 24

Sejtszintű következmények Sejtelhalás Elváltozás mitózisban interfázisban programozott (apoptózis) Kimutatás - sejt-túlélés vizsgálata in vitro sejttenyészetben, ill. kolónia képzéssel úlélő sejtekben kromoszóma aberrációk mutációk (szomatikus és genetikai hatások) rosszindulatú átalakulás - karyogramm, SCE - mikronukleusz gyakoriság - FISH - Comet-assay - HPR-mutáció vizsgálata - onkogének vizsgálata legyengülés 25 26 Szöveti, szervi és szervezeti következmények Sejttúlélési dózis-hatás görbe Elváltozás Kimutatás Szöveti, szervi, szervezeti -funkciózavar, ill. kiesés - Akut sugárbetegségszindrómák: - csontvelő, - gastrointestinális, - központi idegrendszeri - klinikai, hematológiai kép - on-line esetösszehasonlítás (nemzetözi számítógépes adatbázis - Ulm) 27 28 A sugárzás hatását módosító tényezők Hogyan károsítja az ionizáló sugárzás a szervetünket? Fizikai Kémiai Biológiai sugárzás fajtája oigénhatás sejtciklus állapota dózisteljesítmény víztartalom sejtbiológiai képességek dózisfrakcionálás sugárvédő vegyületek alkalmazkodási válasz hőmérséklet szabad gyökfogók életkor Sok-sok sejthalál Elegendő génállománybeli változás tiol reaktív vegyületek nem antioidáns kapacitás antioidánsok Sugárbetegség Daganat 29 30 A DNS a legfontosabb molekula, amelyet a sugárzás megváltoztathat A sugárkárosodás új elmélete alacsony dózisoknál Gén epress presszió A fehérjetermelő szignál megváltozhat: lehet védő vagy károsító DNS-károsodás hatásai: Génmutáció Néha a specifikus gén megváltozik, és képtelen a megfelelő fehérjét termelni. Kromoszóma aberrációk Néha a károsító hatás az egész kromoszómát érinti, annak törését, megváltozását idézve elő. Gén instabilitás Néha a DNSkárosodás eredménye később jelentkezik, amely daganat kialakulásához vezethet. Sejtpusztulás A károsodott DNS apoptózist indukálhat. Ha csak kevés sejt érintett, ez megelőzi a károsodott DNS reprodukcióját, és megvédi a szövetet. anulmányok azt mutatják, hogy a legtöbb sugárzás- indukálta DNS-károsodás kijavítódik a szervezetben. Kémiai helyreállítás ( ion recombinánsok ) Ionizáció (szabad gyökök, stb.) Ionizáló Sugárzás Enzimatikus DNS helyreállítás DNS Károsodás 31 32 Szöveti mikrokörnyezet Kevés sejthalál Stabil DNS mutáció (véd alacsony dózisoknál) Korai hatás sugárbetegség örökletes szomatikus Késői hatás (Malignus transzformáció) A szövet egészséges marad Magzati rendellenességek (csak nagy dózisoknál ) daganat Örökletes betegségek ( nagy dózis; kis dózis? ) < 1 sec percek-órák napok hetek hónapok évek generációk

Védő mechanizmusok, melyeket a kis LE-értékű sugárzások indukálnak: Alacsony dózisok biológiai hatását alakító jelenségek DNS helyreállítás / apoptózis (programozott sejthalál) Apoptózis magában Immunrendszer stimulálás Súlyosbító Csökkentő Gén instabilitás szövetkultúrán: sok (akár 40-50) generáció után nőhet a mutációk száma Alkalmazkodási válasz kis dózist követő nagy dózis kevesebb kárt okoz Közelhatás (by-stander) a találatot kapott sejt szomszédja is sérül Hormesis kis dózis akár kedvező hatású is lehet 33 34 A nagy dózisú sugárzás különböző biológiai válaszokat okozhat Sugárérzékenység korai terhességben megnövekedett sejtproliferáció gyulladás sejtpusztulás apoptózis (programozott sejthalál) Determinisztikus hatások küszöbdózisa Értelmi fogyatékosság 100-200 msv 40 % /Sv DNS károsodás kromoszóma-aberrációk mutációk gén-instabilitás Rák, leukémia 10 éves kor alatt 2 % /Sv egész élettartam alatt 15 % /Sv sejttranszformáció Örökletes hatások 1 % /Sv daganat 35 36 A MIRD rendszer a belső elnyelt dózis számolására MIRD - Medical Internal Radiation Dosimetry kifejlesztő: Society of Nuclear Medicine (USA) A radionuklidot tartalmazó szervet forrásszervnek nevezzük A célszerv elnyelt dózisát akarjuk számolni A forrás- és célszerv ugyanaz is lehet Ismerni kell, hogy a forrásszervből kiinduló sugárzás milyen hányada éri el a célszervet Az elnyelt hányad meghatározása A sugárzás a forrásból véletlenszerűen indul bármely irányba Egyes fotonok elhagyják a testet anélkül, hogy kölcsönhatásba lépnének A fotonok egy része fotoelektromos kölcsönhatásban adja át az energiáját Mások Compton-szórást szenvednek 37 38 A standard MIRD dozimetria feltevései eljes szervek a forrás- és célterületek A sugárelnyelés egy-egy szervben homogén Az aktivitás egyenletesen oszlik el a szervben A tömeg állandó A széli effektusok elhanyagolhatóak Egyedi dózisszámolás A MIRD modell a standard ember-fantomra adja meg a szervdózisok és effektív dózis becslését. Ez a diagnosztikus radiofarmakonokra elegendő közelítés. A radioizotóp-terápiához betegenként egyedileg kell a tumor és nem tumoros szövetek dózisát meghatározni. 39